公益慈善北京中科在行动 https://auto.qingdaonews.com/content/2018-06/19/content_20138493.htm*曲霉*素(AF)是真菌*素的一大类，由真菌如镰刀菌、曲霉和青霉属。*曲霉*素，尤其是*曲霉*素B1(AFB1)、*曲霉*素B2(AFB2)和*曲霉*素M1(AFM1)已知具有致癌性、致突变性、致畸性，并且与人类的多种健康风险相关。食品和乳制品中存在的*曲霉*素对人类构成重大风险。AFM1是AFB1的羟基化形式，主要分泌在消耗AFB1的哺乳动物的乳汁中。食用受AFM1污染的食物（如牛奶和奶制品）会导致严重的健康问题，包括免疫反应降低、感染易感性增加、急性中*（*曲霉中*）和肝脏功能下降。由于其肝*性和潜在致癌性，国际癌症研究机构已将AFM1定为I类致癌物。欧盟委员会和美国食品药品监督管理局等不同监管机构已将牛奶中AFM1的最高允许水平分别严格规定为25ng/kg和0.5μg/L。因此，监测食品中AFM1的存在对于保护消费者免受其危害和确保食品质量至关重要。
近日，旁遮普大学HarpreetSingh选择N掺杂量子点（CQD）作为免疫分析开发的光学传感材料，该材料具有高光致发光特性、低*性、高生物相容性和良好的稳定性等特点。CQDs/Ab免疫传感器和AFM1之间的相互作用导致CQDs/Ab复合物的荧光强度降低。该方法对AFM1的检测具有可靠的灵敏度、选择性和稳定性。在检测范围为0.2-0.8ng/mL，检测限为0.07ng/mL。此外，该传感器还可以在加标的牛奶样品中实现AFM1检测。此外，合成的探针可以固定在纸条上，用于开发可以有效检测牛奶样品中AFM1的横向流动分析法。目前的工作有望为开发用于检测食品中AFM1的灵敏、选择性和便携式纳米传感器提供一种有效的方法。开发的传感器原型还可用于快速检测食品中存在的一系列其他*素。
TOC原理示意图
由柠檬酸(CA)和聚乙烯亚胺(PEI)分别作为碳源和氮源，通过一步水热法获得的N掺杂CQD。由于CA和PEI都由多个官能团组成，因此CQD由两种前体分子的大网络形成，以实现PEI（胺基）和CA（羧基）之间的共价连接。合成的CQD的结构和表面形态如图1A，为准球形结构，平均直径8nm，晶面d间距为0.2nm。图1B表示CQD的元素组成用能量色散X射线分析(EDX)进行分析。样本主要含有碳、氮和氧，从而证实了合成不含任何杂质的纯氮掺杂CQD。CQDs和CQDs/Ab免疫传感器的光谱表征用紫外-可见吸收和光致发光进行光谱。图1C表示UV-Vis吸收光谱合成的N掺杂CQD在nm处表现出典型峰，由于一些官能团的n→π*跃迁，包括C=O双键。此外，nm处的特定峰与CQD碳质核心中芳香域的π→π*跃迁有关。不同激发波长下，N掺杂的光致发光（PL）光谱如图1D。
图1合成的N掺杂CQD的表征(A)N-CQD的HRTEM图像（插图显示晶面间距）。(B)EDX光谱显示CQD的元素组成。(C)CQD的光学特性：吸收光谱、激发光谱和发射光谱。(D)CQDs在不同激发波长下的荧光光谱（插图显示了CQDs在紫外光照射下的照片）。（图来自FoodChemistry）
图2CQDs和CQDs/Ab的紫外吸收光谱和FTIR光谱（图来自FoodChemistry）
在紫外-可见光谱中在CQDs/Ab免疫传感器（图2A）中，没有观察到明显的峰在nm处可能是AFM1抗体偶联的结果在N掺杂CQD的表面上。N掺杂的CQD在自然光条件下是透明的；然而，它们在紫外光照射下呈现出明亮的蓝色。这一观察结果证实了合成的CQD。N掺杂CQDs和CQDs/Ab传感器的FTIR光谱（图2B）。N掺杂的CQD在和cm-1处拉伸和振动与O-H和N-H基团有关，表明表面存在羟基和胺(NH2)官能团。此外，在CQD上偶联抗体后，在cm-1处的宽吸收带减少到cm-1处的较窄吸收带。这一观察表明在AFM1抗体的羧基部分（通过EDC/NHS偶联激活）和CQD的胺基之间形成了酰胺键。cm-1处的条带对应于酰胺键，证实了CQD和AFM1抗体之间的酰胺化反应。此外，和cm-1处的能带可归因于分别存在于酰胺键中的C=O和C-N伸缩振动。因此，FTIR数据成功地证实了AFM1抗体在胺基能化CQD上的生物偶联。
图3A)CQDs/Ab在不同激发波长下的荧光光谱(B)CQDs/Ab免疫传感器单独的发射光谱，以及与0.2ng/mLAFM1(λext=nm)孵育后的发射光谱。(C)pH值对CQD/Ab免疫传感器荧光强度的影响(λext=nm，λem=nm)。（图来自FoodChemistry）
不同激发波长下的CQDs/Ab免疫传感器的光致发光(PL)光谱(图3A)，以表征荧光发射性能。在nm激发时，CQDs/Ab溶液的荧光强度略低于单独的CQDs荧光强度的这种降低可能与抗体分子在CQD表面上的引入有关，后者吸收了部分激发能量。将随机浓度的AFM1（例如1ng/mL，在PBS缓冲液中）添加到CQDs/Ab探针中再次引起明显的荧光猝灭，如图3B所示。该光学响应已被用于开发AFM1的CQDs/Ab传感器。关于pH值（从pH3到10）对CQDs/Ab溶液性质影响的研究表明，在pH6-7附近有最大荧光强度（图3C）。
图4CQDs/Ab免疫传感器对AFM1的荧光检测(A)CQDs/Ab在不同AFM1浓度（0.01、0.05、0.1、0.2、0.4、0.6、0.8和1ng/mL）存在下的荧光光谱0.1MPBS)(λext=nm)。(B)不同浓度AFM1下CQD/Ab荧光猝灭程度的曲线（插图：线性校准曲线）。（图来自FoodChemistry）
在优化的实验条件下，研究了CQDs/Ab探针对不同浓度AFM1(0.01-1ng/mL)的荧光响应。如图4A所示，CQDs/Ab探针的荧光强度随着AFM1浓度的增加而逐渐降低。CQDs/Ab传感器的这种荧光猝灭行为非常敏感（例如，甚至到1ng/mL）并且相当快。纳米传感器的这种浓度依赖性荧光猝灭是由于AFM1与负载有AFM1抗体的CQD结合后可用的CQDs/Ab探针有效激发能减少所致。已将分析物浓度与荧光猝灭作图（图4B），并在0.2和0.8ng/mL之间达到线性关系。根据S/N=3的标准公式，计算得到制备的纳米传感平台的检测限（LOD）和定量限（LOQ）分别为0.07ng/mL和0.21ng/mL。
亮点：使用柠檬酸和聚乙烯亚胺合成了高光致发光碳量子点(CQD)；CQD与抗*曲霉*素M1(AFM1)抗体偶联，用于开发纳米传感器；纳米传感器显示AFM1的LOD为0.07ng/mL；基于CQDs的横向流动测定已被证明可用于牛奶中的AFM1检测。
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